Grüße chemweazle,
Zur
CSB berechnung Volumen von
Ammoniumeisensulfat. (Titration)
Es geht um den CSB. CSB = 0,72 mg/l.
V der Probe 0,1l (100 ml ). V von Kaliumdichromat 0,01l.
Konzentration von Kaliumdichromat 0,01 mol/l und von Ammoniumeisen(II)sulfat 0,12 mol/l.
Gesucht ist das V von Ammoniumeisen(II)sulfat-Lsg..
Problem/Ansatz:
Ich habe zuerst n von O2 ausgerechnet und dann das Verhältnis 6/4 aungewendet um auf n von Ammoniumeisensulfat zu kommen.
Das ist das Stoffmengen-Verhältnis von Sauerstoff zu Dichromationen, 6 / 4 = 3 / 2.
(NH4)2SO · FeSO4 · 6 H2O
Hinweis zur Maßlösung
Das Mohr´sche Salz, Ammoniumeisen(II)sulfat, ist ein Doppelsalz , es besteht aus Ammoniumsulfat und Eisen(II)sulfat und weist 6 mol Kristallwasser pro mol auf.
1 mol Mohrsches Salz liefert 1 mol Fe(II)-Ionen.
Hier geht es wohl um eine Rücktitrationsaufgabe.
Es wird eine zu 100 ml Probenvolumen(Aliquotvolumen) eine überschüssige Stoffmenge an Dichromationen zugegeben, mehr als die oxidierfähigen Verbindungen in den 100 ml Aliquot verbrauchen.
Der Überschuß an Dichromationen wird mit einer Eisen(II)-Lösung, eingesetzt in Form des Mohr´schen Salz, zurücktitriert.
Es wurden 10 ml = 0,01 l einer Kaliumdichromatlösung , c(K2Cr2O7) = 0,01 mol / l, überschüssig zum Aliquot, hinzugegeben.
Zugegebene Stoffmenge an Dichromationen zu 100 ml Aliquot
n(K2Cr2O7) = c * V = [ 0,01 mol / l ] * 0,01 l = 0,0001 mol = 0,1 mmol
1. Bestimmung des Dichromatverbrauchs der Abwasserprobe, V(Aliquot ) = 100 ml
CSB = m(O2) / 1 l = 0,72 mg / l
Masse an Sauerstoff pro 1 l Wasser
Sauerstoffverbrauch in einem Zehntel Liter V(Aliquot) = 0,1 l = 100 ml
m(O2) = [ 0,72 mg / l ] * 0,1 l = 0,072 mg = 7,2 * 10-5 g
Molmasse von molekularem Sauerstoff, M(O2) = 32 g / mol
Stoffmenge an verbrauchten Sauerstoff pro 100 ml
$$n(O_{2}) = \dfrac{m(O_{2}}{M(O_{2})} = \dfrac{7,2\cdot 10^{-5}\cdot g\cdot mol}{32\cdot g}$$
n(O2) = 2,25 * 10-6 mol
Sauerstoff als Ox.-Mittel im sauren Millieu
4H(+)(aq) + O2(gelöst) + 4 e(-) ⇌ 4H2O | mal 6
Dichromationen als Ox.-Mittel in saurer Lösung
14H(+)(aq) + Cr2O7(2-)(aq) + 6 e(-) ⇌ 2 Cr(3+)(aq) + 7 H2O | mal 4
Gemeinsames Vielfaches
24 e(-) = 6 * 4 e(-) = 4 * 6 e(-)
24H(+)(aq) + 6 O2(gelöst) + 24 e(-) ⇌ 12H2O
56H(+)(aq) + 4 Cr2O7(2-)(aq) + 24 e(-) ⇌ 8 Cr(3+)(aq) + 7 H2O
4 mol Dichromat wirken in stark saurer Lösung wie 6 mol Sauerstoff.
Das Stoffmengenverhältnis von Dichromationen zu Sauerstoffmoleklen ist das Verhältnis der stöchiometrischen Faktoren.
n(Dichromat) / n(O2) = 4 / 6
$$\dfrac{n(Cr_{2}O_{7}^{2-})}{n(O_{2})} = \frac{\red{4}}{\blue{6}} = \frac{2}{3}$$
Die Wasserpobe, Aliquot = 100 ml verbrauchte 2,25 * 10-6 mol an Sauerstoff zum Abbau der oxidierbaren Verunreinigungen
Dafür sind nur zwei Drittel der Stoffmenge des benötigten Sauerstoffs an Dichromationen erforderlich.
$$n(Cr_{2}O_{7}^{2-}) = \frac{2}{3}\cdot 2,25\cdot 10^{-6}\cdot mol = 1,5\cdot 10^{-6}\cdot mol$$
Insgesamt wurden 0,1 mmol = 10-4 mol an Dichromat zugegeben, davon wurden nur 2,25 * 10-6 mol verbraucht.
Also bleibt noch eine Stoffmenge an unverbrauchten Dichromat als Überschuß übrig.
n(Dichromat)Überschuß = 10-4 mol - 1,5 * 10-6 mol
n(Dichromat)Überschuß = 10-4 mol * [ 1 - 0,015 ] = 0,985 * 10-4 mol = 9,85 * 10-5 mol
Verbrauch an Eisen(II) , eingesetzt in Form der Lösung des Mohr´schen Salzes
1 mol Eisen(II) kann 1 mol Elektronen an das Ox.-Mittel abgeben.
1 mol Dichromat nimmt 6 mol Elektronen vom Red.-Mittel auf.
1 mol Dichromat verbraucht im sauren 6 mol Eisen(II).
1 mol Ammoniumeisen(II)sulfat(Mohr´sches Salz) liefert 1 mol Eisen(II).
Also verbrauchen 1 mol Dichromationen 6 mol Mohrsches Salz.
n(Mohr´sches Salz) / n(Dichromat) = 6 / 1
n(Mohr´sches Salz) = 6 * n(Dichromat)
n(Mohr´sches Salz) = 6 * 9,85 * 10-5 mol = 5,91 * 10-4 mol = 0,591 mmol
Das entspricht einem Volumen der Maßlösung, deren Konzentration an Mohr´schen Salz, c = 0,12 mol / l beträgt.
c() = 0,12 mol / l = 0,12 [ mmol / ml ]
$$V(Maßlösung) = \frac{n}{c} = \frac{0,591\cdot mmol\cdot ml}{0,12\cdot mmol} = 4,925\cdot ml \approx 4,93\cdot ml$$
